Bei der Sanierung der vier Gebäude wurde in jedem Technikraum eine eigene Wärmepumpe installiert. Die Häuser sind dadurch hinsichtlich Heiz- und Warmwasserbetrieb autonom. (Bilder: Hubacher Engineering, A. Widmer)
24.02.2026
Andreas Widmer/FL
Andreas Widmer/FL
Aussergewöhnliche Lösung für Pontresina
Die Aufgaben von Ingenieurbüros sind anspruchsvoller und vielseitiger geworden. Die Gewerke der Gebäudetechnik sind heute eng vernetzt und verlangen ein hohes Mass an Fachkompetenz. Die zunehmende Nachfrage für Wärmepumpen verlangt auch komplexere Lösungen bei Sanierungen wie beim Projekt Pontresina. Hubacher Engineering hat das nötige Know-how.
Die Firma Hubacher Engineering mit Sitz im sankt-gallischen Engelburg ist seit Jahren eine über die Landesgrenzen bekannte Institution im Bereich Wärmepumpentechnologie. Im Jahr 1996 von Peter Hubacher als Einzelfirma gegründet, prägt Hubacher Engineering GmbH die Landschaft der erneuerbaren Energietechnik. Das Hauptaugenmerk liegt auf Kundenaufträgen mit Schwerpunkt auf Wärmepumpentechnologie, ein Bereich, dem sich Peter Hubacher seit über 40 Jahren leidenschaftlich widmet.
Keine Standardlösungen
Die Welt der Gebäudetechnik steht nicht still und stellt Ingenieurbüros vor vielfältige Herausforderungen. Eine Vielzahl von Aufgaben sind zu übernehmen, um innovative und nachhaltige Lösungen daraus zu entwickeln. Ein zentraler Schwerpunkt bei Hubacher Engineering liegt auf der Gestaltung zukunftsweisender Energiekonzepte. Das beinhaltet nicht nur die Integration erneuerbarer Energien, sondern auch die präzise Simulation und Analyse von Gebäudesystemen.
Hubacher Engineering wird regelmässig mit Aufträgen betraut, die jenseits von Standardlösungen angesiedelt sind. Die Branche weiss längst, dass vom «Wärmepumpen-Doktor» Hubacher die richtige Lösung erarbeitet wird.
Projekt Pontresina – innovative Lösung aus Meisterhand
Die Ferienhaus-Überbauung «Via dals Ers» befindet sich in Pontresina auf rund 1800 m Höhe und besteht aus vier Ferienhäusern: Favetta, Tschuetta, Murinella und Lodola. Die zu ersetzende Wärmeerzeugung mit Ölfeuerung ist eine Gemeinschaftsanlage, die im Untergeschoss des Hauses Tschuetta installiert ist.
Der mittlere Jahresverbrauch von Heizöl EL liegt pro m2 Energiebezugsfläche EBF bei ca. 16.4 Liter/m2 p.a. Dieser Verbrauchswert ist relativ hoch, wobei die Wärmeverteilung über die Heizleitungen zu den einzelnen Häusern einen grossen Einfluss haben dürfte. Der Gesamtwärmebedarf von Qh (plus Warmwasser) wurde auf 100,0 kW berechnet.
Die Energiebezugsfläche EBF der vier Ferienhäuser beträgt 2235 m2. Die spezifische Wärmeleistung liegt somit bei 40,7 W/m2 und entspricht gemäss Vergleichszahlen in etwa einem mittelgut gedämmten Wohngebäude aus den Jahren 1970-1980.
Planung der Erdwärmesondenanlage
Als Planungsgrundlage diente die neu überarbeitete Version der SIA-Norm 384/6. Insbesondere wurden für die Berechnung und Dimensionierung der Erdwärmesonden die naheliegenden Nachbarsonden im Umkreis von 50 m Radius berücksichtigt. Zudem sind für den Einbau der Erdwärmesonden diverse Prüfverfahren neu und besser definiert worden.
Die installierten Wärmepumpen sind mit Invertertechnologie ausgestattet, damit die benötigten Wärmeleistungen der vier Gebäude genau nach Bedarf geregelt werden können.
Die Verbindungsleitungen wurden in Gräben in einer Tiefe von ca. 1,8 m unter Terrain im Sandbett verlegt. Blick in einen Schacht mit einem Kunststoff-Soleverteiler.
In das Anergienetz wurde ein Luftwärmetauscher (Rückwärmer) integriert. Dadurch können die Erdwärmesonden wesentlich entlastet werden.
Das Konzept der Erdwärmesondenanlage (Anergienetz)
Die Überbauung mit vier Ferienhäusern wurde mit einer gemeinsamen Heizzentrale und Ölfeuerung betrieben. Als Ersatz der Wärmeerzeugung wurde von Hubacher Engineering eine Wärmepumpenanlage mit Erdwärmesonden, verbunden mit einem Anergienetz, vorgeschlagen.
Für die Umsetzung werden für jedes der vier Häuser separate Wärmepumpenanlagen geplant. Die Wärmequellenanlage können in zwei unterschiedlichen Varianten realisiert werden. Die konventionelle Lösung (Variante 1) sieht vor, dass für jedes der vier Häuser separate Erdwärmesonden eingebaut werden.
Die zweite Lösung (Variante 2) besteht aus einem Anergienetz, welches für alle vier Häuser mit einer gemeinsamen Erdwärmesondenanlage ausgeführt wird und jede der vier Wärmepumpen an dieses Anergienetz angeschlossen wird.
Bei Variante 2 wird zusätzlich ein Luft-Rückwärmetauscher in das Anergienetz integriert. Dank diesem Rückwärmetauscher kann die Anzahl der Erdwärmesonden reduziert werden. Beim Anergienetz werden die Erdwärmesonden in einem Gesamtnetz (kalte Verteilung) verbunden, sodass im Teillastbetrieb die energetische Belastung der Erdwärmesonden reduziert ist.
Berechnung und Simulation der Erdwärmesondenanlage
Als Grundlage für die Berechnung und Dimensionierung der Erdwärmesondenanlage sind im Vorfeld die energetischen Werte, inkl. Bausubstanz, die Meteodaten, sowie die soweit bekannte geologische Situation zu ermitteln.
Für die Verifizierung des Heizwärmebedarfs wurden zusätzlich für einzelne Zonen eigene Berechnungen nach SIA 384.2 erstellt. Das Nutzungsverhalten bezüglich Raumtemperaturen und der mutmassliche Warmwasserbedarf sind ebenfalls von Bedeutung.
Für die Simulationsberechnungen, die über einen Zeithorizont von 50 Jahren erstellt werden, sind zusätzlich technischen Vorgaben wie benötigte Heiztemperaturen und eingesetzte Wärmepumpen (Leistungsprofil, Effizienz, COP) und die mögliche Regelbarkeit der Wärmepumpen zu berücksichtigen.
Die detaillierten Simulationsberechnungen wurden ausschliesslich für die Variante mit Anergienetz durchgeführt. Denn nur bei dieser Ausführung kann ein Luftwärmetauscher (Rückwärmer) zweckmässig integriert werden. Mittels Luftwärmetauschern können die Erdwärmesonden wesentlich entlastet werden. Die Erdwärmesonden werden über den Luftwärmetauscher während der wärmeren Jahreszeit (bei Aussenlufttemperaturen ca. 3-5 K über der Soletemperatur aus dem Erdreich) über die Energierückspeisung regeneriert. Dieser Effekt ermöglicht, dass die mittlere Bodentemperatur in der Umgebung der Erdwärmesonden gegenüber einer normalen Sondenanlage höher bleibt. Im Winterbetrieb wird die grössere Energiemenge aus dem Erdreich bezogen und die Effizienz wird erhöht.
Dimensionierung Erdwärmesonden und Anergienetz
Bei der Sanierung der vier Gebäude wurde In jedem Haus eine eigene Wärmepumpe installiert. Die Häuser sind dadurch hinsichtlich Heiz- und Warmwasserbetrieb autonom.
Die Verbindungsleitungen werden in Gräben in einer Tiefe von ca. 1,8 m unter Terrain im Sandbett verlegt und mit Isolationsgranulat (ca. 20 cm) überdeckt. Darüber wird das Aushubmaterial wieder eingefüllt.
Die Simulationsberechnungen wurden mit dem Berechnungsprogramm Geowattcore in Stundenschritten über 50 Betriebsjahre durchgeführt. Die vorgesehene Sanierung der Fenster bei allen vier Ferienhäusern wurde ebenfalls berücksichtigt. Mit der Fenstersanierung kann der Wärmeleistungsbedarf voraussichtlich um rund 15-20% reduziert werden.
Die Berechnung der notwendigen Erdwärmesonden:
Anzahl Erdwärmesonden und notwendige Länge:
- Häuser, wie derzeit bestehend, ohne Rückwärmetauscher 18x250 m
- Häuser, wie derzeit bestehend, mit Rückwärmetauscher 18x200 m
- Häuser, mit Fenstersanierung und mit Rückwärmetauscher 18x185 m
Bei der Berechnung, resp. Simulation, der Erdwärmesondenanlage unter den vorgegebenen Eingabeparametern wird der energetische Verlauf in einem aufwändigen und komplexen Ver-fahren in Stundenschritten über einen Zeithorizont von 50 Jahre berechnet.
Bei der Gesamtanlage in Pontresina werden die Soletemperaturen über die 50 Betriebsjahre nicht unterschritten. Die Werte entsprechen den aktuellen baulichen Gegebenheiten, ausser dass die Fenster im Verlauf der nächsten Jahre saniert werden.
Das Prinzip der Wärmequelle, Erdwärmesonden im Verbund für die Gesamtanlage, wird als Ringleitung erstellt und jedes der vier Häuser ist an dieses Anergienetz angeschlossen. Der Luftwärmetauscher kann dadurch in das Hydrauliknetz integriert werden. Bei der berechneten Lösungsvariante wurde ein Luftwärmetauscher mit 120 kW Leistung einbezogen.
Gesamtanlage: Anergienetz mit vier Wärmepumpenanlagen
Wärmepumpen:
Die Gesamtanlage mit vier Wärmepumpen, die für die Wärmeerzeugung an dem Anergienetz betrieben werden, sind gemäss erwähnter Vorgaben ausgelegt worden.
Die installierten Wärmepumpen sind mit Invertertechnologie ausgestattet, damit die benötigten Wärmeleistungen der vier Gebäude genau nach Bedarf geregelt werden können. Mit dieser Technologie werden die Erdwärmesonden in der Übergangszeit zusätzlich weniger belastet.
Pufferspeicher:
In die Heizsysteme wurden Pufferspeicher integriert. Dadurch werden die Laufzeiten der Wärmepumpen verlängert, die Effizienz vergrössert, sowie die Lebensdauer der Maschinen verlängert. Für diese Anlagen genügt ein Speichervolumen von 500 Litern. Die Einbindung der Speicher in die Hydraulik erfolgt zwischen Wassererwärmung und Hausverteilung.
Warmwasserbereitung mit Frischwassertechnik (FRIWA):
Der Legionellen-Prävention ist heute spezielle Beachtung zu schenken. In Wasserleitungen bilden sich Legionellen vor allem durch Stagnationswasser – also Wasser, das über längere Zeit in den Rohren steht. Bekanntlich ist der Temperaturbereich zwischen 25 °C und 45 °C besonders kritisch, in dem sich die Bakterien massenhaft vermehren. Die Warmwasserbereitung sollte möglichst gut geplant und gelöst werden.
Dazu eignet sich der Einbau von Frischwassersystemen (FRIWA) die wegen des sehr kleinen Warmwasserinhalts deutlich weniger der Legionellengefahr unterstehen. Bei diesen Systemen wird das Warmwasser bei jeder Zapfung direkt über Wärmetauscher erzeugt.
Empfehlung für die Planung der Erdsonden
Die erhaltenen Vorgaben und die zusätzlich beschafften Informationen vor Ort entsprechen der Qualität, die bei solchen Vorabklärungen möglich sind. Für die Planung und die Realisierung sind diese Resultate nochmals zu hinterfragen und die Berechnungen mit den definitiven Vorgaben nochmals neu durchzuführen.
Die genaue Planung und Berechnung der Gesamtsanierung ist eine wichtige Voraussetzung, da insbesondere eine falsch dimensionierte Erdwärmesondenanlage im Verlauf der Betriebs-jahre zu Problemen führen kann. Wenn die Erdwärmesonden zu knapp dimensioniert werden, wirkt sich dies erst nach mehreren Betriebsjahren negativ aus. Die Übernutzung des Erdreichs geht sehr langsam voran.
Die sichtbaren Auswirkungen zeigen sich erst nach mehreren Betriebsjahren, indem dann die Soletemperaturen von Jahr zu Jahr um einige Zehntelgrad tiefer liegen. Dies kann ohne relativ genaue Überwachung der Soletemperatur im Jahresverlauf erst nach mehreren Jahren festgestellt werden. Die Berechnungen der Erdwärmesonden wurden von Hubacher Engineering genau erfasst, sodass die erfolgten Simulationsrechnungen für die weitere Bearbeitung und Beurteilung des Projekts genügend genau sind.
